CN102806251B - 直缝焊管扭转矫正装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直缝焊管扭转矫正装置，包括机座组件和两套平行设置在机座组件上的矫正辊组件，机座组件包括安装底座和设置有滑轨的箱体，矫正辊组件上设置有用于控制相对两套矫正辊组件之间距离并在滑轨上滑动的横向调整机构和用于控制矫正辊组件旋转的旋转调整机构；矫正辊组件包括矫正辊轴、矫正辊、辊座立板、辊座底板和辊座盖板，矫正辊轴的上下端分别装在辊座盖板和辊座底板中，矫正辊轴的顶部装有轴盖板，矫正辊通过辊轴套安装在矫正辊轴外，两套矫正辊的内侧形成焊管矫正区间。本发明可以矫正不同规格的圆形焊管的扭转缺陷，有效提高直缝焊管的产品质量，提高生产效率，降低废次品的产生。
Description
技术领域
本发明属于冶金行业焊管矫正领域，具体地指一种直缝焊管扭转矫正装置。
技术背景
焊管是用钢板或带钢经过卷曲成型后焊接制成的钢管，按端部形状分为圆形焊管和异型（方、扁等）焊管；按焊缝的形式分为直缝焊管和螺旋焊管。
目前焊管在生产中出现弯曲或扭转缺陷时，依靠两架四辊矫直机（也称偏八辊）进行矫直。这种矫直机是依靠四套辊座的位置调整机构来调整矫直辊及孔型，采用挂板升降调整装置、机架横移调整装置、挂板旋转调整装置，共同构成矫直辊的位置变化来矫正焊管的弯曲缺陷。当焊管为方矩管时，其矫正辊面为平面，四个矫正辊面构成方形或矩形的孔型，由旋转调整装置带动其中一架的四个矫正辊旋转来扭转焊管，从而能够矫正焊管的扭转缺陷。当焊管为圆管时，这种矫正机的四个矫正辊构成的圆形孔型，无法使圆形焊管产生扭转力。
因此，上述焊管矫正装置只能矫正方矩型焊管的侧弯缺陷，不能纠正直缝焊管偏离机组中心线的焊缝，也不能矫正不同规格的圆形焊管的扭转缺陷。
发明内容
本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种矫正不同规格圆形焊管的直缝焊管扭转矫正装置。
为达到上述目的，本发明所设计的直缝焊管扭转矫正装置，包括机座组件和设置在机座组件上的矫正辊组件，所述机座组件包括安装底座和箱体，所述箱体上设置有滑轨，所述矫正辊组件有两套，平行 设置在机座组件上，所述矫正辊组件上设置有用于控制相对两套矫正辊组件之间距离的横向调整机构和用于控制矫正辊组件旋转的旋转调整机构，所述横向调整机构与所述滑轨滑动配合；
所述矫正辊组件包括矫正辊轴、矫正辊、辊座立板、辊座底板和辊座盖板，所述辊座底板和辊座盖板分别设置在所述辊座立板的底部和顶部，所述矫正辊轴的下端轴头装在所述辊座底板中，所述矫正辊轴的上端轴头安装在所述辊座盖板的轴孔中，所述矫正辊轴的顶部安装有可拆卸的轴盖板，所述矫正辊通过辊轴套安装在矫正辊轴上，所述两套矫正辊组件的矫正辊的内侧端相对形成焊管扭转矫正区间。这样，通过拆卸轴盖板可以更换不同规格的矫正辊。
上述方案中，所述安装底座和箱体之间设置有可更换厚度的调节垫板组。这样，可以调节机座组件与矫正辊组件之间的高度。
上述方案中，所述滑轨为四片金属板条，通过螺栓紧固在箱体的上边缘。这样，横向调整机构可以使矫正辊组件在滑轨上较稳定地滑动。
上述方案中，所述辊轴套通过轴向固定轴承安装在所述矫正辊轴的外圈，所述矫正辊安装在所述辊轴套的外圈，所述辊轴套的下端设置有用于矫正辊的轴向定位的轴套台阶，所述辊轴套的上端设置有外螺纹和与外螺纹相配合的压紧螺母，所述压紧螺母在矫正辊装入辊轴套后将矫正辊轴向压紧。这样，矫正辊通过辊轴套安装在矫正辊轴上。
上述方案中，所述轴向固定轴承安装在矫正辊轴的上端和下端，所述矫正辊轴的上端和下端分别设置有用于安装轴向固定轴承的轴螺母和轴台阶，所述轴螺母的上端装有密封盖。
上述方案中，所述横向调整机构包括横向调整驱动系统、第一丝杆、第二丝杆、与第一丝杆螺纹配合的第一螺套、与第二丝杆螺纹配合的第二螺套、以及在滑轨上滑动的第一滑座和第二滑座；
所述横向调整驱动系统的输出轴与第一丝杆同轴心联接，所述第一丝杆通过连接套与第二丝杆同轴心联接，所述第一丝杆径向定位安装在箱体的后端板上，所述第二丝杆径向定位安装在箱体的前端板上， 所述第一丝杆通过第一螺套与第一滑座配合连接，所述第一丝杆和第一螺套的螺纹方向相同，所述第二丝杆通过第二螺套与第二滑座配合连接，所述第二丝杆和第二螺套的螺纹方向相同，且与第一丝杆和第一螺套的螺纹方向相反；所述第一滑座和第二滑座上均设置有扭转轴，所述扭转轴的轴线与矫正辊轴的轴线垂直，所述扭转轴的轴头安装在辊座立板中，所述扭转轴通过轴承与第一滑座或第二滑座的安装孔滑动配合。这样，横向调整驱动系统带动第一丝杆和第二丝杆转动时，第一滑座和第二滑座做分开或合拢动作，达到调整相对两套矫正辊组件之间距离的目的。
优选地，所述第一丝杆和第一滑座的螺纹方向均为右旋，所述第二丝杆和第二滑座的螺纹方向均为左旋。
上述方案中，所述第二丝杆靠近外侧端部处设置有对中调整螺套，所述对中调整螺套的外螺纹与箱体的前端板上的螺纹配合，并通过压紧螺母固定在前端板上，所述对中调整螺套的内孔与第二丝杆滑动配合。这样，调节对中调整螺套的位置，会拖动第二丝杆带动第一滑座和第二滑座整体横向移动，达到矫正辊组件相对机组中心横向对中调整的目的。
上述方案中，所述第二丝杆的外侧端部设置有螺纹及与该螺纹配合的丝杆螺母，所述丝杆螺母轴向固定在所述对中调整螺套的外侧端上。这样，通过丝杆螺母轴向固定对中调整螺套，防止对中调整螺套在工作中左右滑动。
上述方案中，所述旋转调整机构包括旋转调整驱动系统、第一升降机、第二升降机、第一升降丝杆和第二升降丝杆，所述旋转调整驱动系统的输出轴与第一升降机的第一蜗杆轴连接，所述第一蜗杆轴的另一端通过万向节连接有花键轴，所述花键轴的输出端设置有花键套轴，所述花键套轴的输出端与第二升降机的第二蜗杆轴连接，所述第一升降机和第二升降机通过支架分别固定在第一滑座和第二滑座上；所述第一升降机的第一蜗杆轴驱动第一升降机内设置的蜗轮转动，所 述第一升降机的蜗轮驱动第一升降丝杆上下移动，所述第二升降机的第二蜗杆轴驱动第二升降机内设置的蜗轮转动，所述第二升降机的蜗轮驱动第二升降丝杆上下移动，所述第一升降丝杆和第二升降丝杆的螺旋方向相反；所述第一升降丝杆和第二升降丝杆的上端均安装有连杆，所述连杆的上端通过上销轴铰接有与辊座立板固定的上轴头，所述连杆的下端通过下销轴铰接有与第一升降丝杆或第二升降丝杆固定的下轴头。这样，横向调整驱动系统驱动时，两个升降机的蜗杆轴同向转动时，第一升降丝杆和第二升降丝杆上下运动，从而使两个矫正辊的上下边缘分别产生向上和向下的反向作用力，该作用力就能够矫正圆管上的扭转缺陷。
本发明的有益效果在于：本发明不仅能够对矫正产品侧弯缺陷，而且可以纠正偏斜的焊缝。本发明可以通过更换不同规格的矫正辊对不同规格的圆形焊管的扭转缺陷进行矫正，以满足不同规格圆管的生产，克服了现有技术不能矫正圆管扭转缺陷的问题。本发明能够根据产品断面尺寸的变化进行矫正辊位置的调整，有效提高直缝焊管的产品质量，提高生产效率，降低废次品的产生。
附图说明
图1为直缝焊管扭转矫正装置的结构示意图。
图2为图1的俯视结构示意图。
图3为图1中的A-A截面剖视结构示意图。
图4为图1中矫正辊组件的结构示意图。
图5为矫正辊扭转角度示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
如图1~3所示的直缝焊管扭转矫正装置，包括机座组件1和设置在机座组件1上的矫正辊组件2，机座组件1包括安装底座1.1和箱体1.2，箱体1.2上设置有滑轨5。滑轨5为四片金属板条，通过螺栓紧固在箱体1.2的上边缘。安装底座1.1和箱体1.2之间设置有可更换厚度 的调节垫板组6。矫正辊组件2有两套，平行设置在机座组件1上，矫正辊组件2上设置有用于控制相对两套矫正辊组件2之间距离的横向调整机构3和用于控制矫正辊组件2旋转的旋转调整机构4，横向调整机构3与滑轨5滑动配合。
矫正辊组件2包括矫正辊轴2.1、矫正辊2.2、辊座立板2.3、辊座底板2.4和辊座盖板2.5。辊座底板2.4和辊座盖板2.5分别设置在辊座立板2.3的底部和顶部，矫正辊轴2.1的下端轴头装在辊座底板2.4中，矫正辊轴2.1的上端轴头安装在所述辊座盖板2.5的轴孔中，矫正辊轴2.1的顶部安装有可拆卸的轴盖板2.6，矫正辊2.2通过辊轴套2.7安装在矫正辊轴2.1外。两套矫正辊组件2的矫正辊2.2的内侧端相对形成焊管扭转矫正区间。
结合图1和图4，辊轴套2.7通过轴向固定轴承2.8安装在矫正辊轴2.1的外圈，矫正辊2.2安装在辊轴套2.7的外圈，辊轴套2.7的下端设置有用于矫正辊2.2的轴向定位的轴套台阶2.7.1，辊轴套2.7的上端设置有外螺纹和与外螺纹相配合的压紧螺母2.9，压紧螺母2.9在矫正辊2.2装入辊轴套2.7后将矫正辊2.2轴向压紧。轴向固定轴承2.8安装在矫正辊轴2.1的上端和下端，矫正辊轴2.1的上端和下端分别设置有用于安装轴向固定轴承2.8的轴螺母2.1.1和轴台阶2.1.2，轴螺母2.1.1的上端装有密封盖2.1.3。
结合图1和图2，横向调整机构3包括横向调整驱动系统3.1、第一丝杆3.4、第二丝杆3.5、与第一丝杆3.4螺纹配合的第一螺套3.7、与第二丝杆3.5螺纹配合的第二螺套3.8、以及在滑轨5上滑动的第一滑座3.2和第二滑座3.3。
横向调整驱动系统3.1的输出轴与第一丝杆3.4同轴心联接，第一丝杆3.4通过连接套3.6与第二丝杆3.5同轴心联接。第一丝杆3.4径向定位安装在箱体1.2的后端板1.2.1上，第二丝杆3.5径向定位安装在箱体1.2的前端板1.2.2上。第一丝杆3.4通过第一螺套3.7与第一滑座3.2配合连接，第一丝杆3.4和第一螺套3.7的螺纹方向相同，均 为右旋。第二丝杆3.5通过第二螺套3.8与第二滑座3.3配合连接，第二丝杆3.5和第二螺套3.8的螺纹方向相同，均为左旋。
第一滑座3.2和第二滑座3.3上均设置有扭转轴3.9，扭转轴3.9的轴线与矫正辊轴2.1的轴线垂直，扭转轴3.9的轴头安装在辊座立板2.3中，扭转轴3.9通过轴承与第一滑座3.2或第二滑座3.3的安装孔滑动配合。
第二丝杆3.5靠近外侧端部处设置有对中调整螺套3.10，对中调整螺套3.10的外螺纹与箱体1.2的前端板1.2.2上的螺纹配合，并通过压紧螺母3.11固定在前端板1.2.2上，对中调整螺套3.10的内孔与第二丝杆3.5滑动配合。第二丝杆3.5的外侧端部设置有螺纹及与该螺纹配合的丝杆螺母3.12，丝杆螺母3.12轴向固定在所述对中调整螺套3.10的外侧端上。
如图2所示，旋转调整机构4包括旋转调整驱动系统4.1、第一升降机4.2、第二升降机4.3、第一升降丝杆4.4和第二升降丝杆4.5。旋转调整驱动系统4.1的输出轴与第一升降机4.2的第一蜗杆轴4.2.1连接，第一蜗杆轴4.2.1的另一端通过万向节4.6连接有花键轴4.7，花键轴4.7的输出端设置有花键套轴4.8，花键套轴4.8的输出端与第二升降机4.3的第二蜗杆轴4.3.1连接。第一升降机4.2和第二升降机4.3通过支架4.9分别固定在第一滑座3.2和第二滑座3.3上。
第一升降机4.2的第一蜗杆轴4.2.1驱动第一升降机4.2内设置的蜗轮转动，第一升降机4.2的蜗轮驱动第一升降丝杆4.4上下移动。第二升降机4.3的第二蜗杆轴4.3.1驱动第二升降机4.3内设置的蜗轮转动，第二升降机4.3的蜗轮驱动第二升降丝杆4.5上下移动。第一升降丝杆4.4和第二升降丝杆4.5的螺旋方向相反。
结合图2和图3，第一升降丝杆4.4和第二升降丝杆4.5的上端均安装有连杆4.10，连杆4.10的上端通过上销轴4.11铰接有与辊座立板2.3固定的上轴头4.12，连杆4.10的下端通过下销轴4.13铰接有与第一升降丝杆4.4或第二升降丝杆4.5固定的下轴头4.14。
本发明的工作过程：
在使用前可根据所生产的直缝焊管直径的大小，选取合适的矫正辊2.2，按照图4中结构装配，将矫正辊2.2装入辊轴套2.7后，用压紧螺母2.9将矫正辊2.2轴向压紧。矫正辊轴2.1的下端轴头装在辊座底板2.4的圆孔中，可轴向拆出。矫正辊轴2.1的上端轴头安装在所述辊座盖板2.5的轴孔中。拆卸顶部轴盖板2.6的安装螺栓，就可拆出轴盖板2.6，可以更换不同规格的矫正辊2.2。
如图3所示，根据所生产的直缝焊管直径底线与轧制线高度，调节机座组件1的高度，在安装底座1.1与箱体1.2之间，安装选定厚度的调节垫板组6，将安装底座1.1与箱体1.2通过螺栓联接。
使用横向调整机构3进行两套矫正辊组件2的矫正辊2.2之间距离的调整：横向调整驱动系统3.1驱动同轴联接的第一丝杆3.4转动，带动第二丝杆3.5转动，由于第一丝杆3.4与第二丝杆3.5的螺纹方向相反， 从而使与第一丝杆3.4螺纹配合的第一螺套3.7带动第一滑座3.2滑动，同时使与第二丝杆3.5螺纹配合的第二螺套3.8带动第二滑座3.3滑动，第一滑座3.2和第二滑座3.3 在滑轨5上做分开或合拢动作，从而达到调整相对的两个矫正辊2.2之间距离的目的。调整的范围依据机组所生产的直缝焊管规格的大小以及使用的矫正辊2.2而确定。
当两个矫正辊2.2的中心与轧制线不同心时，使用对中调整螺套3.10调整：先旋松压紧螺母3.11，手动扳动对中调整螺套3.10，拖动第二丝杆3.5带动滑座整体横向移动，达到矫正辊2.2相对机组中心横向对中调整的目的。
在生产中产品出现扭转缺陷时，就需要通过旋转调整机构4调整两个矫正辊2.2以扭转轴3.9的中心相对旋转一个角度。启动旋转调整驱动系统4.1，第一升降机4.2的第一蜗杆轴4.2.1和第二升降机4.3的第二蜗杆轴4.3.1同向转动。第一升降机4.2的第一蜗杆轴4.2.1驱动第一升降机4.2内设置的蜗轮转动，从而驱动第一升降丝杆4.4上下移动；第二升降机4.3的第二蜗杆轴4.3.1驱动第二升降机4.3内设置的 蜗轮转动，从而驱动第二升降丝杆4.5上下移动。当第一升降丝杆4.4向下移动，右侧的辊座立板2.3和矫正辊2.2以扭转轴3.9的中心逆时针旋转，同时，第二升降丝杆4.5向上移动，左侧的辊座立板2.3和矫正辊2.2以扭转轴3.9的中心顺时针方向旋转。左右两个矫正辊2.2的上下边缘分别产生向上和向下的反向作用力，该作用力能够矫正圆管上的扭转缺陷。矫正辊2.2旋转调整角度α为正负10度，如图5所示。
Claims (5)
1.一种直缝焊管扭转矫正装置，包括机座组件(1)和设置在机座组件(1)上的矫正辊组件(2)，所述机座组件(1)包括安装底座(1.1)和箱体(1.2)，其特征在于：所述箱体(1.2)上设置有滑轨(5)，所述矫正辊组件(2)有两套，平行设置在机座组件(1)上，所述矫正辊组件(2)上设置有用于控制相对两套矫正辊组件(2)之间距离的横向调整机构(3)和用于控制矫正辊组件(2)旋转的旋转调整机构(4)，所述横向调整机构(3)与所述滑轨(5)滑动配合；
所述矫正辊组件(2)包括矫正辊轴(2.1)、矫正辊(2.2)、辊座立板(2.3)、辊座底板(2.4)和辊座盖板(2.5)，所述辊座底板(2.4)和辊座盖板(2.5)分别设置在所述辊座立板(2.3)的底部和顶部，所述矫正辊轴(2.1)的下端轴头装在所述辊座底板(2.4)中，所述矫正辊轴(2.1)的上端轴头安装在所述辊座盖板(2.5)的轴孔中，所述矫正辊轴(2.1)的顶部安装有可拆卸的轴盖板(2.6)，所述矫正辊(2.2)通过辊轴套(2.7)安装在矫正辊轴(2.1)上，所述两套矫正辊组件(2)的矫正辊(2.2)的内侧端相对形成焊管扭转矫正区间；
所述辊轴套(2.7)通过轴向固定轴承(2.8)安装在所述矫正辊轴(2.1)的外圈，所述矫正辊(2.2)安装在所述辊轴套(2.7)的外圈，所述辊轴套(2.7)的下端设置有用于矫正辊(2.2)的轴向定位的轴套台阶(2.7.1)，所述辊轴套(2.7)的上端设置有外螺纹和与外螺纹相配合的压紧螺母(2.9)，所述压紧螺母(2.9)在矫正辊(2.2)装入辊轴套(2.7)后将矫正辊(2.2)轴向压紧；所述轴向固定轴承(2.8)安装在矫正辊轴(2.1)的上端和下端，所述矫正辊轴(2.1)的上端和下端分别设置有用于安装轴向固定轴承(2.8)的轴螺母(2.1.1)和轴台阶(2.1.2)，所述轴螺母(2.1.1)的上端装有密封盖(2.1.3)；
所述横向调整机构(3)包括横向调整驱动系统(3.1)、第一丝杆(3.4)、第二丝杆(3.5)、与第一丝杆(3.4)螺纹配合的第一螺套(3.7)、与第二丝杆(3.5)螺纹配合的第二螺套(3.8)、以及在滑轨(5)上滑动的第一滑座(3.2)和第二滑座(3.3)；
所述横向调整驱动系统(3.1)的输出轴与第一丝杆(3.4)同轴心联接，所述第一丝杆(3.4)通过连接套(3.6)与第二丝杆(3.5)同轴心联接，所述第一丝杆(3.4)径向定位安装在箱体(1.2)的后端板(1.2.1)上，所述第二丝杆(3.5)径向定位安装在箱体(1.2)的前端板(1.2.2)上，所述第一丝杆(3.4)通过第一螺套(3.7)与第一滑座(3.2)配合连接，所述第一丝杆(3.4)和第一螺套(3.7)的螺纹方向相同，所述第二丝杆(3.5)通过第二螺套(3.8)与第二滑座(3.3)配合连接，所述第二丝杆(3.5)和第二螺套(3.8)的螺纹方向相同，且与第一丝杆(3.4)和第一螺套(3.7)的螺纹方向相反；所述第二丝杆(3.5)靠近外侧端部处设置有对中调整螺套(3.10)，所述对中调整螺套(3.10)的外螺纹与箱体(1.2)的前端板(1.2.2)上的螺纹配合，并通过压紧螺母(3.11)固定在前端板(1.2.2)上，所述对中调整螺套(3.10)的内孔与第二丝杆(3.5)滑动配合；
所述第一滑座(3.2)和第二滑座(3.3)上均设置有扭转轴(3.9)，所述扭转轴(3.9)的轴线与矫正辊轴(2.1)的轴线垂直，所述扭转轴(3.9)的轴头安装在辊座立板(2.3)中，所述扭转轴(3.9)通过轴承与第一滑座(3.2)或第二滑座(3.3)的安装孔滑动配合；
所述旋转调整机构(4)包括旋转调整驱动系统(4.1)、第一升降机(4.2)、第二升降机(4.3)、第一升降丝杆(4.4)和第二升降丝杆(4.5)，所述旋转调整驱动系统(4.1)的输出轴与第一升降机(4.2)的第一蜗杆轴(4.2.1)连接，所述第一蜗杆轴(4.2.1)的另一端通过万向节(4.6)连接有花键轴(4.7)，所述花键轴(4.7)的输出端设置有花键套轴(4.8)，所述花键套轴(4.8)的输出端与第二升降机(4.3)的第二蜗杆轴(4.3.1)连接，所述第一升降机(4.2)和第二升降机(4.3)通过支架(4.9)分别固定在第一滑座(3.2)和第二滑座(3.3)上；
所述第一升降机(4.2)的第一蜗杆轴(4.2.1)驱动第一升降机(4.2)内设置的蜗轮转动，所述第一升降机(4.2)的蜗轮驱动第一升降丝杆(4.4)上下移动，所述第二升降机(4.3)的第二蜗杆轴(4.3.1)驱动第二升降机(4.3)内设置的蜗轮转动，所述第二升降机(4.3)的蜗轮驱动第二升降丝杆(4.5)上下移动，所述第一升降丝杆(4.4)和第二升降丝杆(4.5)的螺旋方向相反；
所述第一升降丝杆(4.4)和第二升降丝杆(4.5)的上端均安装有连杆(4.10)，所述连杆(4.10)的上端通过上销轴(4.11)铰接有与辊座立板(2.3)固定的上轴头(4.12)，所述连杆(4.10)的下端通过下销轴(4.13)铰接有与第一升降丝杆(4.4)或第二升降丝杆(4.5)固定的下轴头(4.14)。
2.根据权利要求1所述的直缝焊管扭转矫正装置，其特征在于：所述安装底座(1.1)和箱体(1.2)之间设置有可更换厚度的调节垫板组(6)。
3.根据权利要求1所述的直缝焊管扭转矫正装置，其特征在于：所述滑轨(5)为四片金属板条，通过螺栓紧固在箱体(1.2)的上边缘。
4.根据权利要求1所述的直缝焊管扭转矫正装置，其特征在于：所述第一丝杆(3.4)和第一滑座(3.2)的螺纹方向均为右旋，所述第二丝杆(3.5)和第二滑座(3.3)的螺纹方向均为左旋。
5.根据权利要求1所述的直缝焊管扭转矫正装置，其特征在于：所述第二丝杆(3.5)的外侧端部设置有螺纹及与该螺纹配合的丝杆螺母(3.12)，所述丝杆螺母(3.12)轴向固定在所述对中调整螺套(3.10)的外侧端上。
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